-
Die
Erfindung betrifft eine Brennschneidmaschine mit einem verfahrbaren
Maschinenportal, das eine Montagefläche aufweist, an der eine Führungsschiene,
entlang der mindestens ein thermisches Bearbeitungswerkzeug senkrecht
zur Fahrtrichtung reversierend beweglich geführt wird, und die mittels Befestigungsschrauben,
die in einer entlang der Schienen-Längsachse verlaufenden Schraubenreihe
angeordnet sind, befestigt ist.
-
Derartige
Brennschneidmaschinen werden verwendet, um in Metallplatten hochpräzise Schnitte zu
erzeugen, die in definierten Winkellagen oder parallel zueinander
verlaufen. Das Maschinenportal besteht im Wesentlichen aus zwei
auf parallelen Schienen verfahrbaren Kreuzwagen und einem Querholm, der
sich zwischen den Kreuzwagen erstreckt und der mittels der Kreuzwagen
in vertikaler Richtung oder in horizontaler Richtung verfahrbar
ist. Die Länge
des Querholms bestimmt die maximale Breite der zu bearbeitenden
Metallplatte. An dem Querholm ist mindestens eine Führungsschiene
befestigt, an der ein oder mehrere thermische Bearbeitunsgwerkzeuge
in Richtung senkrecht zur Fahrtrichtung des Maschinenportals bewegbar
geführt
sind. Vor der Inbetriebnahme der Brennschneidmaschine muss die Führungsschiene
genau vertikal und horizontal ausgerichtet werden, damit Schnitte
mit exakter Winkelausrichtung erhalten werden können.
-
Eine
Brennschneidmaschine der eingangs genannten Gattung ist aus der
DE 197 39 234 C2 bekannt.
Um eine exakte Ausrichtung der Führungsschiene
zu erreichen und ein Verziehen während
des Betriebes zu vermeiden, wird vorge schlagen, den Querholm mit
den beiden Kreuzwagen zu verschweißen und erst nach dem Verschweißen auf
dem Querholm eine Montagefläche
für das
Führungselement auszubilden,
indem die entsprechende Fläche überfräst wird,
wobei die Fräse
exakt senkrecht zur Laufrichtung der Kreuzwagen bewegt wird. Auf
der so geschaffenen Montagefläche
wird anschließend
die Führungsschiene
angeschraubt.
-
An
die Genauigkeit der Montagefläche
hinsichtlich Orientierung und Planheit sowie an die Maßhaltigkeit
der Führungsschiene
werden dabei hohe Anforderungen gestellt. Die bekannte Vorrichtung
erfordert nicht nur eine zeit und kostenaufwändige Bearbeitung der Montagefläche, sondern
konsequenterweise auch eine entsprechende exakte Bearbeitung der
Führungsschienen.
Insbesondere bei Führungsschienen
großer
Länge erfordert
die einzustellende Maßhaltigkeit
und Winkelgenauigkeit den Einsatz von Sonderanfertigungen des Halbzeugs
und hochpräziser
Spezialwerkzeuge für
deren Bearbeitung.
-
Bei
der bekannten Brennschneidmaschine macht das Ausrichten der Führungsschiene
und der damit verbundene Zeit- und Materialaufwand einen beachtlichen
Teil der Gesamtkosten aus. Darüber
hinaus muss auch im Verlaufe des Betriebes der Brennschneidmaschine
die Ausrichtung des Maschinenportals in Bezug auf die Führungsschiene
in gewissen Abständen überprüft und korrigiert
werden, zum Beispiel, wenn sich die Brennschneidmaschine infolge
ihres Einsatzes verzogen hat. Zur Kompensation wird die Führungsschiene
in der Regel mit dünnen
Folienstreifen untergelegt. Diese Kompensationsmöglichkeit ist aber auf eine
Richtung beschränkt.
Das Nachjustieren der Führungsschiene
ist daher besonders aufwändig.
-
Die
DE 36 18 015 C1 beschreibt
eine Vorrichtung zum Ausrichten und Befestigen von Laufschienen,
die eine Laufbahn für
einen Brenner tragenden Längswagen
bilden. Zum Befestigen und Ausrichten der Laufschienen auf einem
Unterbau sind im Schienenfuß – rechts
und links der Schienenmittelachse – Bohrungen vorgesehen, in
die jeweils eine Gewindehülse
eingesetzt ist. Durch die Gewindehülsen wird auf der einen Seite
eine mit dem Unterbau verbundene Befestigungsschraube geführt und
auf der anderen Seite eine Abdrückschraube
zur Ausrichtung der Laufschienen.
-
Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Brennschneidmaschine
der eingangs genannten Gattung so weiterzubilden, dass das Ausrichten
der Führungsschiene
und das Nachjustieren mit geringerem Zeit- und Kostenaufwand bewerkstelligt
werden kann.
-
Weiterhin
liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine geeignete Vorrichtung
zum Ausrichten der Führungsschiene
einer erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine
anzugeben.
-
Hinsichtlich
der Brennschneidmaschine wird diese Aufgabe ausgehend von der gattungsgemäßen Brennschneidmaschine
erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass
die Führungsschiene
mittels der Befestigungsschrauben in einer senkrecht zur Montagefläche stehenden
Kippebene verkippbar an der Montagefläche gehalten wird, und dass
zur Ausrichtung der Führungsschiene
in der Kippebene Abdrückschrauben
entlang der Schraubenreihe vorgesehen sind, welche die Führungsschiene
gegen Montagefläche und
Befestigungsschrauben abdrücken,
wobei eine Verguss- oder Klebemasse einen zwischen der Führungsschiene
und der Montagefläche
verbleibenden Spalt nach der Ausrichtung ausfüllt.
-
Bei
der erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine
wird die Führungsschiene
verkippbar an der Montagefläche
gehalten. Die Kipprichtung liegt in einer Kippebene, die senkrecht
zur Montagefläche und
senkrecht zur Schienen-Längsachse
verläuft. Zwischen
der Montagefläche
und der Führungsschiene
ist somit ein gewisser Spalt ausgebildet, der ein Verkippen in der
Kippebene ermöglicht
und ein Einstellen eines vorgegebenen Kippwinkels ermöglicht.
Der Kippwinkel wird mittels Abdrückschrauben so
eingestellt, dass die Führungsschiene
und die daran ausgebildeten Führungsflächen exakt
vertikal oder horizontal verlaufen. Hierzu sind Abdrückschrauben
vorgesehen, welche entlang der Schraubenreihe verlaufen, und die
sich gegen Montagefläche
und Führungsschiene
abdrücken.
Die Gewinde für
die Abdrückschrauben
können
beispielsweise am Maschinenportal und/oder in der Führungsschiene selbst
ausgebildet sein. Mittels der Abdrückschrauben wird die Führungsschiene
in der Kippebene durch Abdrücken
gegen Montagefläche
und Befestigungsschrauben eingestellt und fixiert.
-
Im
Unterschied zur bekannten Brennschneidmaschine erfolgt die Ausrichtung
der Führungsschiene
bei der erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine
somit nicht durch flächige
Anlage an der zuvor exakt bearbeiteten Montagefläche, sondern durch Einstellen
der Winkellage mittels der Abdrückschrauben.
Eine aufwändige
Bearbeitung der Kontaktflächen
von Führungsschiene
und Montagefläche
ist somit nicht erforderlich, zumal zwischen den beiden Bauteilen
in der Regel ein Spalt verbleibt. Die Fixierung der Führungsschiene
an der Montagefläche
erfolgt durch die Befestigungsschrauben und die gegen den Druck
der Befestigungsschrauben an der Montagefläche oder an der Führungsschiene
anliegenden Abdrückschrauben.
-
Diese
Art der Ausrichtung und Fixierung der Führungsschienen erlaubt es,
handelsübliche
Bauteile zu verwenden, die keiner oder allenfalls einer geringfügigen Nachbearbeitung
bedürfen.
Auch auf eine besonders exakte Bearbeitung der Montagefläche kann
verzichtet werden, ebenso wie auf das Unterlegen von Folienstreifen
oder anderer Justage-Hilfsmittel zwischen Führungsschiene und Montagefläche.
-
Darüber hinaus
kann auch im Falle einer Nachjustierung die exakte Orientierung
der Führungsschiene
vergleichsweise einfach mittels der Abdrückschrauben wieder hergestellt
werden. Insbesondere ist eine Kompensation in mehreren Richtungen
(nach vorne/nach hinten) möglich,
und nicht nur in einer Richtung, wie im Falle einer flächigen Anlage der
Führungsschiene
durch Unterlegen von Folienstreifen.
-
Die
exakte Ausrichtung der Führungsschiene
ist daher bei der erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine
mit weitaus geringerem Material-, Kosten- und Zeitaufwand verbunden.
Darüber
hinaus können
insbesondere für
die Führungsschiene
Bauteile eingesetzt werden kann, die vergleichsweise geringen Anforderungen
an die Oberflächengüte und Maßhaltigkeit
genügen.
-
Die
Befestigungsschrauben sind entlang der Führungsschiene in einer Schraubenreihe
angeordnet. Die Schraubenreihe muss nicht zwangsläufig geradlinig
verlaufen; sie kann auch zick-zack-förmig oder mäanderförmig, usw., ausgebildet sein.
Wesentlich ist, dass die Schraubenlinie noch ein Verkippen der Führungsschiene
in der Kippebene ermöglicht, so
dass ein Ausrichten der Führungsschiene
in der Kippebene durch die Abdrückschrauben
erreicht werden kann.
-
Nach
der Ausrichtung wird der zwischen der Führungsschiene und der Montagefläche verbleibende
Spalt ist mit einer Verguss- oder Klebemasse ausgefüllt. Die
Verguss- oder Klebemasse trägt
hierbei zur Schwingungsdämpfung
bei, was sich insbesondere bei hoher Maschinendynamik vorteilhaft
auf die Schnittgüte
auswirkt.
-
Unter
einer Brennschneidmaschine im Sinne der Erfindung werden Maschinen
zum Schneiden oder Schweißen
mittels Autogentechnik, Plasmaverfahren, oder Lasertechnik verstanden.
-
An
dem Maschinenportal sind eine oder mehrere Führungsschienen befestigt, die
für eine Vertikalführung oder
für eine
Horizontalführung
für mindestens
ein thermisches Bearbeitungswerkzeug dienen. Mit der Führungsschiene
kann eine Zahnleiste lösbar
oder integral verbunden sein.
-
Vorzugsweise
sind Abdrückschrauben
beidseitig längsseits
der Schraubenreihe vorgesehen.
-
Diese
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine
erlaubt eine flexible Einstellung des Kippwinkels der Führungsschiene mittels
der beiderseits der Reihe der Befestigungsschrauben angeordneten
Abdrückschrauben.
-
Hierbei
hat es sich als besonders günstig
erwiesen, wenn die Schraubenreihe entlang einer Längsachse
der Führungsschiene
verläuft,
wobei die Abdrückschrauben
in parallel zur Längsachse
verlaufenden Abdrückschrauben-Reihen
auf die Führungsschiene
einwirken.
-
Die
Anordnung der Befestigungsschrauben entlang der Längsachse
der Führungsschiene
gewährleistet
ein etwa gleiches Kippverhalten der Schiene in die eine und die
andere Kipprichtung und vereinfacht so das Einstellen des Kippwinkels
und das Ausrichten der Führungsschiene.
-
Hierzu
trägt auch
bei, wenn die Abdrückschrauben-Reihen
den gleichen Abstand von der Längsachse
haben.
-
Die
Hebelwirkung beim Justieren und Fixieren der Führungsschiene in der Kippebene
wird mit zunehmendem Abstand der Lochreihen von der Schraubenreihe
größer. Von
daher hat es sich bewährt,
wenn der Abstand der Lochreihen von der Schraubenreihe mindestens
5 mm beträgt.
-
Vorzugsweise
sind die Abdrückschrauben über die
Länge der
Führungsschiene
gleichmäßig verteilt.
-
Die
Anordnung äquidistanter
Abdrückschrauben
vereinfacht die Herstellung des Lochbildes in der Führungsschiene
oder im Maschinenportal und sie vereinfacht das Ausrichten derselben.
-
Es
hat sich besonders bewährt,
die Abdrückschrauben
in die Führungsschiene
einzusetzen.
-
Hierbei
werden die Abdrückschrauben
von der Vorderseite der Führungsschiene
her eingestellt. Da die Vorderseite der Führungsschiene in der Regel einfacher
zugänglich
als der rückwärtige Bereich
des Maschinenportals, an dem die Führungsschiene befestigt ist,
werden dadurch die Montage- und Ausrichtarbeiten erleichtert.
-
Es
hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn jeder Befestigungsschraube
mindestens eine Abdrückschraube
zugeordnet ist.
-
Dadurch,
dass jeder Befestigungsschraube eine Abdrückschraube zugeordnet ist,
wird ein exaktes Ausrichten der Führungsschiene in der Kippebene
vereinfacht Es hat sich dabei als besonders günstig erwiesen hat, wenn jeder
Befestigungsschraube zwei Abdrückschrauben
zugeordnet sind.
-
Die
Befestigungsschrauben und die Abdrückschrauben können – in Richtung
der Längsachse
der Führungsschiene
gesehen – nebeneinander oder
versetzt zueinander angeordnet sein.
-
In
einer besonders bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine
umfasst die Montagefläche
einen an dem Maschinenportal anliegenden Stützkörper.
-
Das
Maschinenportal ist aus Gewichts- und Kostengründen häufig dünnwandig ausgebildet. Bei dünnwandiger
Ausbildung ist die Eignung des Maschinenportals als Widerlager für eine Abdrückschraube
oder für
die Herstellung der Gewinde für die Abdrückschrauben
eingeschränkt.
Durch einen zusätzlichen
Stützkörper wird
die Stärke
und die Steifigkeit des Maschinenportals im Einwirkungsbereich der Abdrückschrauben
erhöht.
Der Stützkörper ist
zwischen Maschinenportal und Führungsschiene
angeordnet. Im einfachsten Fall besteht der Stützkörper aus einer Platte, die
im Bereich der Führungsschiene an
dem Maschinenportal befestigt ist. Er kann aber auch als Stützgerüst ausgebildet
und aus mehreren Teilstücken
zusammengesetzt sein.
-
In
einer ersten bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine
sind Befestigungsschrauben und Abdrückschrauben mit einem Regelgewinde
versehen.
-
Regelgewinde
sind vergleichsweise einfach und preisgünstig in ihrer Herstellung,
so dass sich bei dieser Ausführungsform
ein entsprechender Fertigungs- und Kostenvorteil ergibt.
-
Bei
einer gleichermaßen
bevorzugten Ausgestaltung der erfindungsgemäßen Vorrichtung sind die Abdrückschrauben
mit einem Feingewinde versehen.
-
Ein
Feingewinde ist zwar aufwändiger
in der Herstellung als ein Regelgewinde, dafür ermöglicht es aber eine feinere
Einstellung des Kippwinkels der Führungsschiene, und erleichtert
insoweit die Ausrichtung derselben, was sich insbesondere bei den Abdrückschrauben
vorteilhaft auswirkt.
-
Es
hat sich als günstig
erwiesen, wenn die Abdrückschrauben
mit einem Sicherungsmittel gegen Lösen gesichert sind.
-
Durch
die Sicherung gegen Lösen
wird ein Dejustieren der Führungsschiene
vermieden.
-
Als
besonders günstig
hat es sich dabei erwiesen, wenn das Sicherungsmittel eine Kontermutter
umfasst.
-
Ein
derartiges Sicherungsmittel ist preiswert und einfach anbringbar.
-
Im
Hinblick hierauf hat es sich als besonders vorteilhaft erwiesen,
wenn die Kontermutter in einem zwischen der Führungsschiene und der Montagefläche verbleibenden
Spalt eingesetzt ist, wobei die Abdrückschrauben als versenkbare
Madenschrauben ausgebildet sind, und die Befestigungsschrauben in der
Führungsschiene
versenkt sind.
-
Bei
dieser Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine
sind die Befestigungs- und Ausrichtungsmittel versenkt, so dass eine
Führungsschiene
mit im Wesentlichen ebener Oberseite ohne störende Erhebungen vorliegt.
-
Alternativ
oder ergänzend
hierzu umfasst bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der
erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine
das Sicherungsmittel die die Abdrückschrauben fixierende Verguss-
oder Klebemasse.
-
Die
Verguss- oder Klebemasse gewährleistet
auch bei hoher Maschinendynamik eine feste Fixierung der Führungsschiene.
-
Die
oben angegebene Aufgabe wird hinsichtlich der Vorrichtung zum Ausrichten
der Führungsschiene
erfindungsgemäß dadurch
gelöst,
dass das Maschinenportal mit Rastmitteln für ein daran fixierbares Ausrichtwerkzeug
versehen ist, das ein Gestell mit einem dreh- oder verschiebbar
gelagerten und an der Führungsschiene
angreifenden Werkzeug aufweist, mittels dem in Abhängigkeit
von seiner Drehung oder Verschiebung die Führungsschiene im Bereich der
Befestigungsschrauben in einer parallel zur Schienen-Längsachse
und senkrecht zur Kippebene verlaufenden Verschiebeebene verschiebbar
ist.
-
Das
Ausrichtwerkzeug dient zum Ausrichten der Führungsschiene durch Verschieben
in einer Verschiebeebene. Diese verläuft im Wesentlichen parallel
zur Montagefläche
in einer Richtung parallel zur Schienen-Längsachse und senkrecht zur
Kippebene.
-
Das
Maschinenportal ist für
diesen Zweck mit Rastmitteln versehen, an denen ein Ausrichtwerkzeug
fixiert wird. Die Rastmittel sind dabei jeweils einer oder mehreren
Befestigungsschrauben zugeordnet, derart, dass ein in den Rastmitteln
fixiertes Ausrichtwerkzeug im Bereich der Befestigungsschrauben
an der Führungsschiene
angreift. Die Führungsschiene
ist mittels des Ausrichtwerkzeuges in der Verschiebeebene vor dem
Anziehen der jeweiligen Befestigungsschraube verschiebbar. Erst
nachdem die Führungsschiene
in der Verschiebeebene ausgerichtet ist, werden die jeweilige Befestigungsschraube
oder die Befestigungsschrauben endfest angezogen.
-
Hierbei
haben sich verschiedene Ausführungsvarianten
der erfindungsgemäßen Vorrichtung, die
sich hinsichtlich des Angriffs des Werkzeugs an der Führungsschiene
unterscheiden als gleichermaßen
vorteilhaft erwiesen. Bei der einen Ausführungsvariante greift das Werkzeug
in eine Aufnahme ein, die in der Führungsschiene ausgebildet ist,
bei der anderen Ausführungsvariante
umgreift das Werkzeug die Führungsschiene
an ihren Längsseiten.
-
Hinsichtlich
der erstgenannten Ausführungsvariante
hat es sich besonders bewährt,
wenn die Führungsschiene
mit länglichen,
sich in Schienen-Längsachse
erstreckenden Aufnahmen versehen ist, in denen jeweils eine Befestigungsschraube mindestens
teilweise versenkt ist, und dass das Werkzeug eine beidseitig offene
Hülse umfasst,
die um ihre Längsachse
drehbar gelagert ist und deren unteres Ende eine Außenwandung
aufweist, welche bei Drehung um die Hülsen-Längsachse
einen in radialer Richtung wirkenden Exzenter bildet, und wobei die
Abmessungen des Werkzeugs so gewählt
sind, dass bei angesetztem Gestell das untere Ende der Hülse die
Befestigungsschraube umgibt und deren Außenwandung bei Drehung um die
Hülsen-Längsachse
gegen die Innenwandung der Aufnahme drückt.
-
Das
Werkzeug weist hierbei eine drehbar gelagerte Hülse auf, die einerseits an
dem am Maschinenportal fixierten Gestell drehbar gehalten wird,
und die andererseits in eine längliche
Aufnahme, zum Beispiel in eine Einfräsung, hineinragt, in welcher
die Befestigungsschraube sitzt. Die Hülse ist an ihrem unteren Ende
als Exzenter ausgebildet, so dass sie bei einer Drehung um die Hülsen-Längsachse
gegen die Innenwandung der Aufnahme zu liegen kommt und dadurch
infolge der Exzenterwirkung die Führungsschiene in der Verschiebeebene
und senkrecht zur Schienen-Längsachse
verschiebt.
-
Das
Verdrehen der Hülse
erfolgt beispielsweise mit einem Schraubenschlüssel oder mit einem an der
Hülse angebrachten
Hebel. Gleichzeitig kann durch die Innenbohrung der Hülse hindurch
ein Schraubenschlüssel
an der Befestigungsschraube angesetzt werden und diese nach dem
Ausrichten der Führungsschiene
in der Verschiebeebene fest angezogen werden.
-
Somit
kann mittels des Ausrichtwerkzeugs die Führungsschiene im Bereich jeder
Befestigungsschraube oder im Bereich ausgewählter Befestigungsschrauben
in der Verschiebeebene verschoben und damit die relevante Führungsfläche horizontal
oder vertikal ausgerichtet werden, bevor die jeweilige Befestigungsschraube
angezogen wird.
-
In
einer vorteilhaften Ausgestaltung dieser Ausführungsvariante ist die Hülse mit
einem Kragen mit planer Unterseite versehen ist, die bei angesetztem
Gestell auf der Führungsschiene
aufliegt.
-
Der
Kragen der Hülse
erleichtert das Verschieben der Führungsschiene in der Verschiebeebene,
da er ein Verkippen der Führungshülse verhindert.
-
In
einer alternativen und gleichermaßen bevorzugten Ausführungsform
weist die erfindungsgemäße Vorrichtung
ein Werkzeug auf, das eine die Führungsschiene
seitlich umgreifende Gabel aufweist, die mittels Spindel oder Schraube
senkrecht zur Schienen-Längsachse
verschiebbar ist.
-
Hierbei
umgreift eine am Werkzeug gehaltene Gabel die Führungsschiene und bewegt diese
in die gewünschte
Position, wobei die Gabel mittels Schraube oder Spindel verschoben
wird. Diese Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Vorrichtung hat
gegenüber
der vorher beschriebenen Ausführungsform
den Vorteil, dass in der Führungsschiene keinerlei
Aufnahmen für
den Eingriff des Werkzeugs erzeugt werden müssen.
-
Es
hat sich als besonders vorteilhaft erwiesen, wenn die Rastmittel
des Maschinenportals in Form einer Anordnung von Bohrungen ausgebildet und
jeweils einer Befestigungsschraube zugeordnet sind.
-
Hierbei
ist jeder Befestigungsschraube jeweils auch eine Justiermöglichkeit
für die
Ausrichtung der Führungsschiene
zugeordnet, so dass die Führungsschiene
an jeder Stelle nach Bedarf flexibel ausgerichtet werden kann.
-
Ausführungsbeispiele
sind in der Zeichnung dargestellt und werden im Folgenden näher erläutert. In
der Zeichnung zeigen im einzelnen
-
1 eine
schematische Darstellung einer erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine mit
zu bearbeitendem Werkzeug in einer Vorderansicht,
-
2 ein
Maschinenportal mit darauf montierter Führungsschiene mit integrierter
Zahnleiste in einer Seitenansicht,
-
3 das
Maschinenportal von 2 mit Führungsschiene in einer Draufsicht,
-
4 eine
Ausführungsform
eines Hilfswerkzeugs zum Ausrichten der Führungsschiene, und
-
5 einen
Ausschnitt einer Brennschneidmaschine mit Führungsschiene und am Maschinenportal
angesetztem Ausrichtwerkzeug zur Ausrichtung der Führungsschiene
in einer Seitenansicht.
-
Der
Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine
gemäß 1 ist
insgesamt die Bezugsziffer 1 zugeordnet. Die Brennschneidmaschine 1 weist
ein Maschinenportal 2 auf, das sich im Wesentlichen aus
einem ersten Kreuzwagen 3 und einem zweiten Kreuzwagen 4 sowie
einem Querholm 5 zusammensetzt. Die beiden Kreuzwagen 3 und 4 weisen
Rollen auf, mittels denen sie auf Schienen 7 bzw. 8 in
einer Richtung senkrecht zur Blattebene verfahrbar sind. Die Kreuzwagen 3 bzw. 4 und
der Querholm 5 sind fest miteinander verbunden. Der Abstand
der beiden Schienen 7 und 8 bestimmt die maximale
Breite des zu bearbeitenden Werkstückes und ihre Länge bestimmt
die Länge
des zu bearbeitenden Werkstücks.
Der Antrieb der Kreuzwagen 3 und 4 erfolgt über zwei
Motoren 11 bzw. 12 mittels Zahnrad und Zahnleiste.
-
An
dem Querholm 5 sind über
eine Stützplatte 25 (siehe 2, 3 und 5)
Führungsschienen 13 bzw. 14 angeschraubt,
wobei die Führungsschiene 13 mit
integraler Zahnleiste 15 ausgebildet ist. Die Längsachse
der Führungsschiene 13 ist
mit der Bezugsziffer 6 bezeichnet. Ein mit einem Antrieb versehener
Querwagen 16 wird auf den Führungsschienen 13, 14 reversierend
beweglich in Richtung senkrecht zur Fahrtrichtung des Maschinenportals 2 geführt. Die
Bewegungsrichtung des Querwagens 16 ist in der 1 mittels
des Blockpfeils 17 symbolisiert. Für seine reversierende Bewegung
ist der Querwagen 16 mit einem Antrieb versehen, der ein mit
der Zahnleiste 15 zusammenwirkendes Zahnrad aufweist. Der
Querwagen 16 trägt
einen ersten Brenner 18, beispielsweise einen Autogen-
oder Plasmabrenner oder einen Laser. Dieser erste Brenner 18 ist nach
unten gerichtet, um das Werkstück 10 bearbeiten
zu können.
Mit dem Querwagen 16 ist ein weiterer Brennerwagen 19 ohne
eigenen Antrieb gekoppelt. Der Brennerwagen 19 trägt einen
weiteren Schneidbrenner 20, der entsprechend dem ersten Brenner 18 ausgebildet
ist.
-
Sofern
in den 2 bis 5 dieselben Bezugsziffern wie
in 1 verwendet sind, so sind damit baugleiche oder äquivalente
Bauteile und Bestandteile bezeichnet, wie sie oben anhand der Beschreibung
der ersten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine
erläutert sind.
-
Anhand
der 2 und 3 wird nachfolgend die Halterung
der Führungsschiene 13 auf
dem Querholm 5 und deren Ausrichtung beispielhaft beschrieben.
-
Die
Führungsschiene 13 ist
mittels Befestigungsschrauben 24 mit Regelgewinde an einer
Montagefläche
des Querholms 5, die von einer 10 mm dicken, kaltgezogenen
Stahlplatte 25 gebildet wird, angeschraubt. Die Stützplatte 25 dient
zur Verstärkung des
vergleichsweise dünnwandigen
Querholms 5. Die Befestigungsschrauben 24 sind
dabei in einer Reihe mit einem äquidistantem
Abstand zueinander entlang der Längsachse 6 der
Führungsschiene 13 angeordnet
und in länglichen
Einfräsungen 27 derselben
vollständig
versenkt.
-
Beidseitig
längsseits
der Reihe der Befestigungsschrauben 24 ist die Führungsschiene 13 mit zwei
parallelen Reihen von Durchgangsbohrungen 29 mit Feingewinde
versehen, die für
die Aufnahme von Abdrückschrauben 28 in
Form von Madenschrauben ausgebildet sind. Die Durchgangsbohrungen 29 haben
jeweils von der Längsachse 6 einen Abstand
von 10 mm. Sie sind in Bezug zu den Befestigungsschrauben 24 so
versetzt angeordnet, dass jeweils eine Abdrückschraube 28 mittig
zwischen zwei benachbarten Befestigungsschrauben 24 angeordnet
ist.
-
Die
Stahlplatte 25 ist am Querholm 5 angeschweißt. Zum
Zweck eine Lochschweißung
ist sie zusätzlich
mit Längsnuten 52 versehen.
-
Das
Ausrichten der Führungsschiene 13 erfolgt
in zwei Richtvorgängen,
die im Folgenden erläutert
werden.
-
Die
Befestigungsschrauben 24 sind zunächst locker angezogen, so dass
die Führungsschiene 13 in
einer Kippebene, die in 2 durch die Zeichenblattebene
gebildet wird, und um eine Kippachse 31, die senkrecht
zur Reihe der Befestigungsschrauben 24 verläuft, verkippbar
ist. Die Verkippungsbewegung der Führungsschiene 13 ist
in 2 durch den Blockpfeil 23 angedeutet.
-
Die
Abdrückschrauben 28 dienen
zur Ausrichtung der Führungsschiene 13 in
der Kippebene in einem ersten Richtvorgang. Hierzu werden die Abdrückschrauben 28 so
weit gegen die Stahlplatte 25 geschraubt, dass die Führungsschiene 13 in der
Darstellung von 2 eine exakt horizontal verlaufende Oberseite 30 und
dementsprechend eine exakt vertikal verlaufende Führungsfläche 32 aufweist.
-
Zwischen
der Führungsschiene 13 und
der Stahlplatte 25 (Montagefläche) verbleibt ein Spalt 33, in
den Kontermuttern 34 zur Fixierung der Abdrückschrauben 28 eingesetzt
sind. Nach dem Ausrichten der Führungsschiene 13 wird
der Spalt 33 mit einer Vergussmasse aus Kunststoff gefüllt, die
zur Schwingungsdämpfung
bei hoher Maschinendynamik beiträgt.
-
Nach
dem ersten Richtvorgang durch Verkippen der Führungsschiene 13 in
der Kippebene wird die Führungsschiene 13 in
einem zweiten Richtvorgang über
ihre gesamte Länge
in der Waagerechten (in der Darstellung von 1) justiert,
wie dies im Folgenden näher
erläutert
wird. Erst danach werden die Befestigungsschrauben 24 endfest
angezogen.
-
Zur
Durchführung
des weiteren Richtvorgangs sind in vorgegebenem Abstand und Winkel
zu den Befestigungsschrauben 24 in der Stahlplatte 25 jeweils
Rastbohrungen 35 zur Aufnahme eines Hilfswerkzeuges auf
dem Querholm 5 vorgesehen. Der Aufbau und Einsatz des Hilfswerkzeuges
wird nachfolgend anhand der 3 und 4 beschrieben.
-
Das
in 4 dargestellte Ausrichtwerkzeug 39 besteht
aus einem Gestell 40, das mit einem Ausleger 41 versehen
ist, der ein Kugellager 46 aufweist, in dem eine beidseitig
offene Hülse 42 drehbar
gelagert ist. Das Gestell 40 ist mit Zapfen 43 versehen, die
in die Rastbohrungen 35 der Stahlplatte 25 einrastbar
sind, so dass das Ausrichtwerkzeug 39 gegenüber jeder
Befestigungsschraube 24 eine vorgegebene Position einnimmt.
-
Das
untere Ende der Hülse 42 weist
eine Außenwandung
auf, die bei Drehung um die Hülsen-Längsachse 44 einen
in radialer Richtung wirkenden Exzenter 45 bildet. Oberhalb
des Exzenters 45 weist die Hülse 42 einen Kragen 47 mit
planer Unterseite auf. Zur Drehung um ihre Längsachse ist am oberen Ende
der Hülse 42 ein
Handhebel 48 vorgesehen. Durch die Innenbohrung 49 der
Hülse 42 kann ein
zu den Befestigungsschrauben 24 passender Innenkontur-Schlüssel eingeführt werden.
-
Bei
einem in den Rastbohrungen 35 eingerastetem Gestell 40 kommt
die Hülse 42 in
der Einfräsung 27 zu
liegen, wobei die Innenbohrung 49 den Kopf der Befestigungsschraube 24 umgibt.
Durch Drehen der Hülse 42 um
ihre Längsachse 44 drückt der
Exzenter 45 gegen die Innenwandung der Einfräsung 27 und
verschiebt dadurch die Führungsschiene 13 in
einer Verschiebeebene, die in der Darstellung von 2 senkrecht
und die in 3 parallel zur Zeichenblattebene
verläuft
und wie dies in 3 durch den Richtungspfeil 26 angedeutet
ist.
-
Nachdem
die Führungsschiene 13 durch Drehung
der Hülse 42 im
Bereich der jeweiligen Befestigungsschraube 24 ihre korrekte
Lage eingenommen hat, wird die betreffende Befestigungsschraube 24 mittels
eines über
die Innenbohrung 49 eingeführten Innenkontur-Schlüssels angezogen.
Durch Wiederholen dieser Maßnahme
an im Bereich weiterer Befestigungsschrauben 24 – soweit
dies notwendig ist – wird
die Führungsschiene 13 über ihre
gesamte Länge
exakt horizontal verlaufender Längsachse 6 ausgerichtet
und gleichzeitig wird sie durch Anziehen der Befestigungsschrauben 24 in
dieser Lage fixiert.
-
In
einer alternativen Ausführungsform
weist das Ausrichtwerkzeug anstelle des Auslegers und der daran
drehbar gelagerten Hülse
eine Gabel auf, welche die Führungsschiene 13 seitlich
umgreift und die mittels Spindel quer zur Längsachse 6 verschiebbar
ist. Bei dieser Ausführungsform
kann auf die Einfräsungen 27 verzichtet
werden.
-
Zur
Einstellung und Überprüfung der
Ausrichtung der Führungsschiene 13 wird
auf den Linearführungsschlitten 51 (siehe 5)
ein Werkzeug geschraubt, welches einen Diodenlaser und einen Monitor
trägt.
Der Diodenlaser ist mit seinem Strahl genau parallel zur Aufnahme
der Führungsschiene 13 ausgerichtet.
In einem Abstand von einigen Metern nach dem Ende der Führungsschiene 13 ist
eine Kamera angebracht, in deren Objektiv die Laserdiode einstrahlt.
-
Mit
der Ausrichtung der vormontierten Führungsschiene 13 wird
an dem der Kamera abgewandten Ende der Führungsschiene 13 begonnen. Der
Monitor zeigt die Lage des Leuchtpunktes des Diodenlasers im Bildschirm
an. Hier wird nun ein Zielkreuz mit der Idealausrichtung überlagert.
Verfährt man
den Linearführungsschlitten 51 vom
Ort der ersten Befestigungsschraube 24 zur Zweiten, bleibt
im Idealfall der Leuchtpunkt im Zentrum des Zielkreuzes. In diesem
Fall ist ein Nachjustieren der Führungsschiene 13 an
dieser Stelle nicht erforderlich. Verfährt jedoch der Punkt im Zielkreuz,
so sind die Abdrückschrauben 28 so
zu verstellen, dass der Laser wieder in das Zentrum zurückwandert.
So wird nun von Befestigungsschraube 24 zu Befestigungsschraube 24 verfahren,
bis die Justage abgeschlossen ist.
-
In
einer Ausbaustufe wertet eine Bilderkennung die Abweichung an jedem
Messpunkt aus und gibt dem Monteur auf dem Monitor exakt an, welche Abdrückschraube 28 um
welchen Betrag und mit welchem Vorzeichen zu verstellen ist. Verfährt man
nach der Justage über
die gesamte Länge
der Führungsschiene 13,
gibt die jeweiligen Schraubpunkte an und speichert das jeweilige
Messergebnis, so kann automatisch ein Abnahme-Messprotokoll mit
den zulässigen
Abweichungen innerhalb der Toleranz ausgegeben werden.
-
Da
das Ausrichten der Führungsschiene 13 bei
der erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine im
Wesentlichen mittels der Abdrückschrauben 28 erfolgt,
ist eine aufwändige
Bearbeitung von Führungsschiene 13 und
Montagefläche 25 nicht
erforderlich. Daher handelt es sich bei der Führungsschiene 13 um
ein handelsübliches
Bauteil des Typs „Kompaktführung GSR-R" der Firma THK, wobei
lediglich die für
die eigentliche Führung
der Querwagen notwendigen Flächen
der Führungsschiene 13 geschliffen
sind. Auch auf eine besonders exakte Bearbeitung der Montagefläche bzw.
der Stahlplatte 25 kann verzichtet werden.
-
Gleichermaßen wird
die weitere Führungsschiene 14 (1)
ausgerichtet. Während
beim bisher eingesetzten Ausrichtverfahren die Justage einer Schienenlänge von
etwa einem Meter eine mehrstündige
Arbeitszeit erfordert, gelingt es mittels der Erfindung und dem
beschriebenen Ausrichtverfahren, in der gleichen Zeit eine mehrere
Meter lange Führungsschiene
zu justieren.
-
Bei
der in 5 im Ausschnitt dargestellten Ausführungsform
der erfindungsgemäßen Brennschneidmaschine 1 ist
die Führungsschiene 13 erkennbar,
an welcher der Linearführungsschlitten 51 für den Querwagen 16 (in 1 dargestellt)
gleitbar gehalten wird. An dem Querholm 5 ist die Stützplatte 50 angeschweißt. Auf
ihr ist die Führungsschiene 13 mittels
Befestigungsschrauben 24 angeschraubt. Hierzu ist die Führungsschiene 13 mit
einer entlang ihrer Längsachse
verlaufenden Bohrungsreihe (diese erstreckt sich bei der Ansicht
nach 5 senkrecht zur Zeichenblattebene), und die Stützplatte 50 mit
einer entsprechenden Reihe von Gewindebohrungen mit Regelgewinde
versehen. Beidseitig zu den Befestigungsschrauben 24 sind
jeweils mit Kontermutter 34 gesicherte Abdruckschrauben 28 in
Form von Madenschrauben vorgesehen, die die Führungsschiene 13 gegen
die Stützplatte 50 abdrücken, und mittels
denen die Führungsschiene 13 in
der Kippebene (das ist in dieser Ansicht die Zeichenblattebene)
ausgerichtet werden kann, wie dies oben näher erläutert ist.
-
Weiterhin
weist die Stützplatte 25 die
bereits erwähnten
Rastbohrungen 35 zum Einrasten der Zapfen 43 des
Ausrichtwerkzeug 39 auf, so dass dieses gegenüber der
Befestigungsschraube 24 eine vorgegebene Position einnimmt.
Die Funktion und Arbeitsweise des Hilfswerkzeugs 39 ist
oben anhand den 2 bis 4 näher erläutert.